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1、1,加热炉管理培训,一、加热炉管理制度宣贯二、基础知识三、加热炉操作过程中常见问题四、目前存在的主要问题五、新技术应用,一、加热炉管理制度宣贯,3,二、加热炉基础知识,1加热炉的主要工艺指标是什么? (1)热负荷：它表示加热炉生产能力的大小。 (2)炉膛温度：炉膛温度是确保加热炉长周期安全运转的一个重要指标。 (3)炉膛热强度(或叫体积热强度)：当炉膛尺寸确定后，多烧燃料就必然会提高炉膛热强度，相应地，炉膛温度也会提高，炉管的受热量也就增多。一般管式加热炉的炉膛热强度为：在烧油时应小于124kwm3；在烧气对应小于165kwm3。 (4)炉管表面热强度：炉管表面热强度越高，在一定热负荷下所需要
2、的炉管就越少，炉子体积可减小，投资可以降低，所以要尽可能地提高炉管的表面热强度。但是，提高炉管的表面热强度也受到一定的限制，这是因为： 炉管热强度增加，管壁温度也会增加，靠近管壁处的油品就会因过热而裂解结焦，在结焦严重时，可能会引起炉管破裂。,4,二、加热炉基础知识,在圆筒炉内，为减小沿炉管长度的受热不均匀性，要选择合适的辐射室高径比，同时要选择合适的燃烧器，使火焰长度与炉管长度不能相差太大，这样炉管上下受热趋向均匀。 在立式炉内，有的在炉子侧面采用多喷嘴；有的在两排喷嘴间加花墙；也有的在炉子上部加喷嘴，以上措施都是为了改善炉管受热均匀。 (5)加热炉的热效率：热效率是衡量燃料消耗的指标，也把
3、是加热炉操作水平高低的指标之一。热效率越高，说明燃料油的有效利用率越高，燃料耗量就越低。 (6)油品在管内的流速及压力降：油品在管内的流速不能太低，否则易使管内油品结焦而烧坏炉管。因为流速太低时，管内边界层厚度大，传热慢，管壁温度升高，且油品在管内停留时间长;油品在管内的流速也不能太大，否则压力降也大，而压力降受泵扬程的控制，故流速是根据允许的压力降而确定的, 压力降也是判断炉管是否结焦的一个主要指标，因为结焦后，炉管内径变小，油品实际流速增加，压力降也就增加了。,5,二、加热炉基础知识,2.如何判断加热炉操作的好与坏？ （1）加热炉操作好坏，按照以下几个方面来鉴别： （2）介质总出口温度在工
4、艺指标范围内 （3）各路介质流量及温度必须均匀 （4）各路炉管受热均匀，管内不结焦 （5）燃料消耗低，热效率高 （6）炉膛温度在工艺指标范围内 （7）辐射室出口负压在-20-40Pa之间 （8）火焰的颜色为橘黄色，火焰成形稳定 （9）炉子烟囱不冒黑烟,6,二、加热炉基础知识,3.加热炉正常操作时需要检查哪些项目？ （1）介质总出口温度、各路流量、温差及炉膛温度等是否符合工艺指标。 （2）辐射室出口的负压是否在-20-40Pa之间 （3）各个燃烧器的燃烧情况，火焰的形状及颜色是否符合要求，火焰是否烧着炉管等 （4）各个炉管是否有弯曲、脱皮、鼓包、发红、发暗等现象；注意检查回弯头堵头、出入口阀门、
5、法兰等处有无泄露。 （5）检查火盆砖、钓钩、拉钩、炉墙、衬里等变化情况 （6）燃料油压力、雾化蒸汽压力、瓦斯压力是否符合要求 （7）高低压瓦斯罐要定时脱液，放空阀在脱完液后应立即关死。 （8）要经常检查炉膛内各点的温度变化情况，要做到心中有数。,7,二、加热炉基础知识,4.影响炉出口温度变化的因素有哪些？ （1）燃料油压力变化、燃料油性质变化（如油的轻重不匀及带水等）； （2）瓦斯压力不稳、瓦斯带油； （3）雾化蒸汽压力变化（如压力低，雾化不好，火焰变红发暗喷嘴喷油量增加，炉膛温度上升，烟囱冒黑烟；如压力高火焰颜色发白、火硬、变短，容易缩火、灭火）； （4）进料量及进料温度变化、进料性质变化、
6、油轻，吸热量大，炉出口温度下降； （5）仪表失灵，会造成烟囱冒黑烟，炉温升高或熄火等（一旦仪表失灵，应立即改成手动或控制阀走负线）。,8,二、加热炉基础知识,5.什么叫加热炉的热效率？用正、反平衡法计算加热炉热效率有什么优缺点? 加热炉的热效率（有效吸热量/总放热量）xl00，有效吸热量即为炉子的热负荷；总放热量一般为燃料的发热量。当炉子的热负荷不变时，热效率越高，则燃料用量越少。 正平衡法：热效率(热负荷/燃料发热量)xl00 反平衡法：热效率(1各项热损失热量/燃料发热量)x100 用正平衡法计算热效率时，需定出炉子的热负荷和燃料发热量，如果由于各种原因热负荷误差为1时，热效率的误差也接近
7、1(这里假定燃料的发热量是准确的)。但在用反平衡法计算热效率时，由于各种热损失热量占的比例一般为1020，所以即使测定误差为1，对热效率的影响也仅为0.10.2。从这点看，计算热效率用反平衡法准确性大，另外，测定也比较方便，故现在采用较多。,9,二、加热炉基础知识,6.反平衡综合热效率简化计算方法(1)本方法为反平衡综合效率的简化计算方法,适用于管式炉的日常操作调节和管理,也可用于 微机上综合效率的显示、记录和控制；不适用于管式炉的标定、考核、评价和分析。(2)简化计算式： =100- q1- q2- q3 q1=(0.0083+0.031*)（(Tg+1.35+Tg2*10-4)+(5.67
8、+4.7*Tg*10-3)*W*1.1)/ (1+3.4*10-4*(ta-15.6)+0.0657*W) q2=(4.043*+0.025)*10-4*CO)/(1+3.4*10-4*(ta-15.6)+0.0657*W) q3应根据被测炉子日常积累的测试数据及操作热负荷选取适当的数值。 过剩空气系数 干烟气=（21-0.0627*O2）/(21- O2) 湿烟气= （21+0.116*O2）/（21- O2）式中综合效率，% q1-排烟损失，% q2-不完全燃烧损失，% q3-表面散热损失，%,10,二、 加热炉基础知识,7.对燃烧器的基本要求 燃烧器是管式加热炉的关键设备之一，其好坏直接
9、关系到加热炉的热效率及工艺过程，因此对燃烧器提出以下要求： (1)适应不同炉型的需要，保证炉膛必须的热强度。 (2)要保持连续稳定的燃烧，就应具有一定的形状、长度、平稳而不熄的火焰。燃油火焰为桔黄色、燃气火焰为蓝色，其回火或脱火的可能性小。 (3)过剩空气系数小，燃烧完全，燃料与雾化介质完全、均匀地混合。 (4)对于液体燃烧器，在要求调节的范围内能使各种燃料油均匀雾化。 (5)满足工艺要求，操作弹性大，调节性能好，操作简单、可靠，工作时无噪音。 (6)不堵塞、不漏油、不结焦。 (7)结构简单、紧凑、体积小、重量轻。 (8)操作费用小，维修、更换方便。,11,二、加热炉基础知识,8对燃烧器火焰颜
10、色及形状的要求 从节能角度出发，要求加热炉燃烧器燃烧的火焰成形、稳定，烧气时火焰呈蓝色、烧油时呈桔黄色就可以了。9 燃烧器一、二次风的作用 对于油气联合燃烧器火道的作用：形成高温区、稳定燃烧火焰；约束空气与燃料良好混合。火道可分两次供风，一次风从内层火道砖进入，二次风从外层火道砖进入。一次风开大，二次风关小，则火焰较短，反之火焰较长。一次风解决着火、稳燃和减少碳黑生成等问题，一次风占燃烧空气量的1030%。,12,二、加热炉基础知识,10.燃油燃烧器火焰不正常的原因 在加热炉操作过程中，常常碰到燃烧器火焰燃烧不正常的情况，如火焰出现火星、发黑、火焰不稳定，出现脉动和爆音。产生上述现象的原因是：
11、 （1）燃料油粘度太大；雾化蒸汽量不足或过热度不够，甚至大量水或燃料油，以及雾化蒸汽线连接反了等，都会使雾化不好，出现火星或烟囱冒黑烟。 （2）燃料油中含有机械杂质、沥青沉淀、喷头结焦等，尤其在刚开工的管线中存在杂质，都会引起喷孔堵塞，使火焰出现异常现象。 （3）燃料油大量含水或轻组分多的燃料被过分预热，会形成气化而破坏燃料油流的均匀性，引起火焰脉动和爆音。,13,二、加热炉基础知识,11.自然通风燃烧器改为强制送风有什么好处？ 自然通风燃烧器是利用炉膛内与大气之间的压力差将空气吸入的。外界大气为常压，而在燃烧器处一般均有98帕左右的负压，这个压差足以克服燃烧器的阻力降而供给燃烧所需的空气。当
12、改为强制送风后仍采用这种自然通风燃烧器，虽然可以供给有压力的空气，增加空气量，但是由于其他条件未改变，燃烧器进风处也只需维持自然通风条件下的常压就可以满足空气需要量。如过多供给空气，不但没有必要，反而会降低加热炉的热效率；如果将调风器关小，风压可以憋上去，这样做的结果只能白白浪费动力，对燃烧没有带来好处。 如果自然通风燃烧器的结构和能量均不改变，而将自然通风改为强制通风，仅对控制噪声、减少刮风对火焰的影响，以及调节过剩空气有一定的良好效果。如发挥强制送风的特点，应将燃烧器火道门缩小，并采用相应的调风器。,14,二、加热炉基础知识,12目前石化行业加热炉炉衬结构型式有哪些？炉墙外壁温度一般要求控
13、制在多少度？ 目前石化行业加热炉炉衬结构型式主要有：砖结构（粘土质耐火砖、粘土质隔热耐火砖、高铝砖、高铝质隔热耐火砖）、浇注料和耐火纤维（也叫耐火陶瓷纤维、陶瓷纤维、陶质纤维、硅酸铝棉-岩棉板、陶纤毡、陶纤毯、陶纤模块、陶纤喷涂、纤维可塑料）、复合结构（两层或多层，即有前面几种结构的组合）。 为了减少加热炉辐射室及对流室的炉壁散热损失，API560或ISO17951-2003规范一般火焰加热炉设计中规定，在外界气温为27和无风条件下，要求加热炉本体和空气预热器外壁温度不超过82、炉底温度不超过91。,15,二、加热炉基础知识,13.加热炉烟气取样点设在哪些位置? (1)辐射室取样点，对有两个或
14、两个以上的辐射室加热炉，每个辐射室的相应位置应安装烟气取样点，以便检查各室供风是否相同，单室炉可以不装。 (2)进对流室前设置烟气取样点，利用此点检查供给燃烧所需空气量的实际情况，控制燃烧器的风量。 (3)出对流室设置烟气取样点，利用此点检验对流室的漏风情况，对于无余热回收的加热炉利用此点的过剩空气系数计算炉子的热效率。 (4)采用余热回收系统时，在空气预热器的前后均应设置烟气取样点，检查对流出口至空气预热器前和后段漏风情况，并利用空气预热器出口部位的烟气温度、氧含量（过剩空气系数）和一氧化碳含量计算炉子的热效率。,16,二、加热炉基础知识,14.烟气取样点的安装需要注意哪些问题? (1)在取
15、样点的位置及附近不能漏风。 (2)取样点最好伸至烟气流通截面的中部，有困难时，有困难时伸入长度至少在500mn以上 (3)控制燃烧供风的取样点必须放在进对流室前。 (4)测定热效率的取样点应放在最后一级受热面的非涡流区。15.加热炉的烟气中氧和一氧化碳含量应控制在什么范围? 对于烧气的加热炉，烟气中的氧含量一般控制在24%；对于燃油炉则控制在35%。而在加热炉的烟气中，一氧化碳( CO)的含量应控制在0.0150.025，即150250PPm。当烟气中的一氧化碳含量过低或消失时，则说明炉内空气过多；反之，如果一烟气中的一氧化碳含量高于此值，则说明炉内燃烧不完全。因此，可以根据烟气分析对加热炉进
16、行调节，使燃料燃烧接近于最佳状态。,17,二、加热炉基础知识,16.什么叫过剩空气系数? 燃料在燃烧时需要氧气，在空气中氧气体积约占21，氮气约占79，所以燃料在燃烧时需要供给空气。1kg燃料油在燃烧时所需理论空气量(1时)约为142kg(11Nm3)。在加热炉的实际操作中，由于从燃烧器进入的空气不可能全部都参与燃烧，另外，也由于从炉子其它不密封处漏入了空气，所以实际进入炉内的空气量总是比理论空气量多，前者与后者之比叫作过剩空气系数，即：实际空气量/理论空气量，过剩空气量为(1)，例如：1.35，则过剩空气量为0.35，即为35%。17过剩空气系数太大有什么害处? 在加热炉的排烟温度一定时，大则排烟量大，因而通过烟囱排入大气的热量就多，这样就大大降低了炉子的热效率。例如：在排烟温度为400时，由1.3提高到1.7，炉子的热效率约下降6%。大还会加剧炉管的氧化腐蚀；提高烟气的露点温度，加大低温腐蚀范围；另外，还会促进N0x的形成而加剧环境的污染。,
